CN122166314A - 用于飞行器的推进系统 - Google Patents

用于飞行器的推进系统

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Abstract

本发明提供一种用于飞行器的推进系统，所述推进系统包括具有第一涡轮的涡轮机、由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动的主风扇，以及由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动的发电机。所述推进系统还包括电风扇组件，所述发电机电连接到所述电风扇组件，以为所述电风扇组件提供动力。

Description

用于飞行器的推进系统
技术领域
本发明主题大体上涉及用于飞行器的推进系统，以及包括所述推进系统的飞行器。
背景技术
常规飞行器大体上包括机身、一对机翼以及提供推力的推进系统。所述推进系统可以包括至少两个飞行器发动机，例如涡轮风扇喷气发动机。每个涡轮风扇喷气发动机可以安装到所述飞行器的相应一个机翼上，例如位于机翼下方悬挂位置中。
对于较小型的飞行器，所述两个飞行器发动机可能是相对较小型、产生推力较小的飞行器发动机。但是，众所周知，鉴于飞行器发动机不是完全可扩缩的（scalable），相对较小型的飞行器发动机的效率可能不及相对较大型的飞行器发动机。因此，如果小型乘用飞行器的推进系统的效率能够接近相对较大型飞行器发动机将会是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将部分地在以下说明中阐明，或根据所述说明可显而易见，或可以通过实施本发明了解到。
在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种用于飞行器的推进系统。所述推进系统包括具有第一涡轮的涡轮机、由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动的主风扇，以及由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动的发电机。所述推进系统还包括电风扇组件，所述发电机电连接到所述电风扇组件，以为所述电风扇组件提供动力。
在某些示例性实施例中，所述电风扇组件包括多个电风扇，其中所述发电机电连接到所述多个电风扇中的每个电风扇，以为所述多个电风扇中的每个电风扇提供动力。例如，在某些实施例中，所述多个电风扇包括至少三个电风扇。
在某些示例性实施例中，所述主风扇限定风扇直径并且包括若干数量的风扇叶片，其中所述电风扇组件包括电风扇，所述电风扇限定风扇直径并且包括若干数量的风扇叶片，并且其中所述主风扇的所述风扇直径或所述风扇叶片数量中的至少一者与所述电风扇组件的所述电风扇的风扇直径或风扇叶片数量不同。
在某些示例性实施例中，所述涡轮机和所述主风扇配置成涡轮风扇发动机的一部分。
在某些示例性实施例中，所述电风扇组件包括涵道式电风扇。
在某些示例性实施例中，所述电风扇组件包括无涵道电风扇。
在本发明的另一个示例性实施例中，提供了一种飞行器。所述飞行器包括第一推进系统，所述第一推进系统包括第一涡轮机、第一主风扇、第一发电机以及第一电风扇组件。所述第一涡轮机以驱动方式连接到所述第一主风扇和所述第一发电机，并且所述第一发电机电连接到所述第一电风扇组件，以驱动所述第一电风扇组件。所述飞行器包括第二推进系统，所述第二推进系统包括第二涡轮机、第二主风扇、第二发电机以及第二电风扇组件。所述第二涡轮机以驱动方式连接到所述第二主风扇和所述第二发电机，并且所述第二发电机电连接到所述第二电风扇组件，以驱动所述第二电风扇组件。所述第一推进系统与所述第二推进系统电连通。
在某些示例性实施例中，所述飞行器进一步包括电力总线，其中所述第一推进系统通过所述电力总线与所述第二推进系统电连通。
在某些示例性实施例中，所述第一电风扇组件包括多个电风扇，其中所述第二电风扇组件还包括多个电风扇。
在某些示例性实施例中，所述飞行器另外包括机翼组件，所述机翼组件包括第一机翼和第二机翼，其中所述第一推进系统安装到所述第一机翼，并且其中所述第二推进系统安装到所述第二机翼。
在某些示例性实施例中，所述飞行器另外包括第三推进系统，所述第三推进系统包括第三涡轮机、第三主风扇、第三发电机以及第三电风扇组件。对于所述实施例，所述第三涡轮机以驱动方式连接到所述第三主风扇和所述第三发电机，并且所述第三发电机电连接到所述第三电风扇组件，以驱动所述第三电风扇组件。此外，对于所述实施例，所述飞行器进一步包括第四推进系统，所述第四推进系统包括第四涡轮机、第四主风扇、第四发电机以及第四电风扇组件。对于所述实施例，所述第四涡轮机以驱动方式连接到所述第四主风扇和所述第四发电机，并且所述第四发电机电连接到所述第四电风扇组件，以驱动所述第四电风扇组件。例如，对于所述示例性实施例，所述第一推进系统、第二推进系统、第三推进系统和所述第四推进系统可以各自彼此电连通。
在某些示例性实施例中，所述第一涡轮机和所述第一主风扇配置成第一涡轮风扇发动机的一部分，并且所述第二涡轮机和所述第二主风扇配置成第二涡轮风扇发动机的一部分。
在某些示例性实施例中，所述第一电风扇组件包括涵道式电风扇，并且所述第二电风扇组件包括涵道式电风扇。
在某些示例性实施例中，所述第一电风扇组件包括无涵道电风扇，并且所述第二电风扇组件包括无涵道电风扇。
在本发明的又一个示例性方面中，提供了一种用于飞行器的推进系统。所述推进系统包括涡轮机、由所述涡轮机以机械方式驱动的主风扇、由所述涡轮机以机械方式驱动的发电机以及包括多个电风扇的电风扇组件。所述发电机电连接到所述电风扇组件的所述多个电风扇中的每个电风扇，以为所述电风扇组件的所述多个电风扇中的每个电风扇提供动力。
在某些示例性实施例中，所述多个电风扇包括至少三个电风扇。
在某些示例性实施例中，所述涡轮机包括第一涡轮、由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动的主风扇，以及由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动的发电机。
在某些示例性实施例中，所述涡轮机和所述主风扇配置成涡轮风扇发动机的一部分。
技术方案1. 一种用于飞行器的推进系统，所述推进系统包括：
涡轮机，所述涡轮机包括第一涡轮；
主风扇，所述主风扇由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动；
发电机，所述发电机由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动；以及
电风扇组件，所述发电机电连接到所述电风扇组件，以为所述电风扇组件提供动力。
技术方案2. 根据技术方案1所述的推进系统，其中所述电风扇组件包括多个电风扇，并且其中所述发电机电连接到所述多个电风扇中的每个电风扇，以为所述多个电风扇中的每个电风扇提供动力。
技术方案3. 根据技术方案2所述的推进系统，其中所述多个电风扇包括至少三个电风扇。
技术方案4. 根据技术方案1所述的推进系统，其中所述主风扇限定风扇直径并且包括若干数量的风扇叶片，其中所述电风扇组件包括电风扇，所述电风扇限定风扇直径并且包括若干数量的风扇叶片，并且其中所述主风扇的所述风扇直径或所述风扇叶片数量中的至少一者与所述电风扇组件的所述电风扇的所述风扇直径或风扇叶片数量不同。
技术方案5. 根据技术方案1所述的推进系统，其中所述涡轮机和所述主风扇配置成涡轮风扇发动机的一部分。
技术方案6. 根据技术方案1所述的推进系统，其中所述电风扇组件包括涵道式电风扇。
技术方案7. 根据技术方案1所述的推进系统，其中所述电风扇组件包括无涵道电风扇。
技术方案8. 一种飞行器，包括：
第一推进系统，所述第一推进系统包括第一涡轮机、第一主风扇、第一发电机和第一电风扇组件，所述第一涡轮机以驱动方式连接到所述第一主风扇和所述第一发电机，并且所述第一发电机电连接到所述第一电风扇组件，以驱动所述第一电风扇组件；以及
第二推进系统，所述第二推进系统包括第二涡轮机、第二主风扇、第二发电机和第二电风扇组件，所述第二涡轮机以驱动方式连接到所述第二主风扇和所述第二发电机，并且所述第二发电机电连接到所述第二电风扇组件，以驱动所述第二电风扇组件；
其中所述第一推进系统与所述第二推进系统电连通。
技术方案9. 根据技术方案8所述的飞行器，进一步包括：
电力总线，其中所述第一推进系统通过所述电力总线与所述第二推进系统电连通。
技术方案10. 根据技术方案8所述的飞行器，其中所述第一电风扇组件包括多个电风扇，并且其中所述第二电风扇组件还包括多个电风扇。
技术方案11. 根据技术方案8所述的飞行器，进一步包括：
机翼组件，所述机翼组件包括第一机翼和第二机翼，其中所述第一推进系统安装到所述第一机翼，并且其中所述第二推进系统安装到所述第二机翼。
技术方案12. 根据技术方案8所述的飞行器，进一步包括：
第三推进系统，所述第三推进系统包括第三涡轮机、第三主风扇、第三发电机和第三电风扇组件，所述第三涡轮机以驱动方式连接到所述第三主风扇和所述第三发电机，并且所述第三发电机电连接到所述第三电风扇组件，以驱动所述第三电风扇组件；以及
第四推进系统，所述第四推进系统包括第四涡轮机、第四主风扇、第四发电机和第四电风扇组件，所述第四涡轮机以驱动方式连接到所述第四主风扇和所述第四发电机，并且所述第四发电机电连接到所述第四电风扇组件，以驱动所述第四电风扇组件。
技术方案13. 根据技术方案12所述的飞行器，其中所述第一推进系统、第二推进系统、第三推进系统和所述第四推进系统各自彼此电连通。
技术方案14. 根据技术方案8所述的飞行器，其中所述第一涡轮机和所述第一主风扇配置成第一涡轮风扇发动机的一部分，并且其中所述第二涡轮机和所述第二主风扇配置成第二涡轮风扇发动机的一部分。
技术方案15. 根据技术方案8所述的飞行器，其中所述第一电风扇组件包括涵道式电风扇，并且其中所述第二电风扇组件包括涵道式电风扇。
技术方案16. 根据技术方案8所述的飞行器，其中所述第一电风扇组件包括无涵道电风扇，并且其中所述第二电风扇组件包括无涵道电风扇。
技术方案17. 一种用于飞行器的推进系统，所述推进系统包括：
涡轮机；
主风扇，所述主风扇由所述涡轮机以机械方式驱动；
发电机，所述发电机由所述涡轮机以机械方式驱动；以及
包括多个电风扇的电风扇组件，所述发电机电连接到所述电风扇组件的所述多个电风扇中的每个电风扇，以为所述电风扇组件的所述多个电风扇中的每个电风扇提供动力。
技术方案18. 根据技术方案17所述的推进系统，其中所述多个电风扇包括至少三个电风扇。
技术方案19. 根据技术方案17所述的推进系统，其中所述涡轮机包括第一涡轮，其中所述主风扇由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动，并且其中所述发电机也由所述涡轮机的所述第一涡轮以机械方式驱动。
技术方案20. 根据技术方案17所述的推进系统，其中所述涡轮机和所述主风扇配置成涡轮风扇发动机的一部分。
参考以下具体说明和所附权利要求书可以更深入地了解本发明的这些以及其他特点、方面和优点。附图并入本说明书并构成本说明书的一部分，所述附图图示了本发明的各实施例，并与具体实施方式部分一起解释本发明的原理。
附图说明
本说明书参考附图，针对所属领域一般技术人员，完整且可实现地详细公开了本发明，包含其最佳模式，其中：
图1是根据本发明的多个示例性实施例的飞行器的顶视图。
图2是根据本发明的一个示例性实施例的燃气涡轮发动机的截面示意图，所述燃气涡轮发动机可以安装到图1所示的示例性飞行器上。
图3是根据本发明的一个示例性实施例的电风扇组件的截面示意图，所述电风扇组件可以安装到图1所示的示例性飞行器上。
图4是根据本发明的另一个示例性实施例的电风扇组件的截面示意图。
图5是根据本发明的另一个示例性实施例的包括推进系统的飞行器的顶视图。
图6是根据本发明的又一个示例性实施例的包括推进系统的飞行器的顶视图。
图7是根据本发明的再一个示例性实施例的包括推进系统的飞行器的顶视图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各项实施例，附图中示出了本发明实施例的一个或多个实例。具体实施方式中使用数字和字母标识来指代附图中的特征。附图和说明中类似或相同的标识用于指代本发明的类似或相同的部分。
本说明书中所用的术语“第一”、“第二”、“第三”等可以互换使用以区分不同部件，并且这些术语并不旨在表示各个部件的位置或重要性。
除非上下文明确另作规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”也含有复数意义。
本说明书全文和权利要求书中所用的近似语言适用于修饰能够合理修改但不会变更相关对象的基本功能的任何数量表示。因此，由一个或多个诸如“大约”、“近似”和“大体上”等术语修饰的值并不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，所述近似语言可以与用于测量值的仪器的精度，或者用于构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度相对应。例如，所述近似语言可能指在10％的容限内。在此处以及说明书及权利要求书的各处中，范围限制组合并互换地使用；除非上下文或语言另作说明，否则此类范围表明并且包括其中包括的所有子范围。
本说明书中使用的术语“处理器”和“计算机”和相关术语，例如，“处理装置”、“计算装置”和“控制器”并不限于所属领域中称为计算机的集成电路，而是进一步泛指包括微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器（PLC）和专用集成电路以及其他可编程电路中的一者或多者的一个或多个处理装置，并且这些术语可以在本说明书中互换使用。在本说明书中所述的实施例中，所述计算机或控制器可以另外包括存储器。所述存储器可包括但不限于计算机可读介质，例如随机存取存储器（RAM）、计算机可读非易失性介质，例如闪存。或者，也可以使用软磁盘、光盘只读存储器（CD-ROM）、磁光盘（MOD）和/或数字多功能光盘（DVD）。此外，在本说明书中所述的实施例中，所述计算机或控制器可以包括一个或多个输入通道和/或一个或多个输出通道。所述输入通道可以是但不限于与操作员接口例如鼠标和键盘相关联的计算机外围设备，或者传感器，例如与发动机例如燃气涡轮发动机相关联的发动机传感器，用于确定所述发动机的操作参数。此外，在所述示例性实施例中，所述输出通道可包括但不限于操作员接口监测器。此外，所述存储器可以存储软件或其他指令，所述软件或其他指令在由所述控制器或处理器执行时使得所述控制器能够执行某些操作或功能。术语“软件”可以包括存储在存储器中或可由存储器访问的任何计算机程序，以供例如控制器、处理器、客户端和服务器执行。
现在参见附图，其中相同数字是指所有附图中的相同元件，图1提供可包括本发明的多个示例性实施例的示例性飞行器10的顶视图。如图1所示，飞行器10限定延伸穿过其中的纵向中心线14、横向方向L、前端16和后端18。此外，飞行器10包括机身12和机翼组件，其中所述机身从飞行器10的前端16纵向延伸到飞行器10的后端18，并且所述机翼组件包括左舷侧和右舷侧。更确切地说，所述机翼组件的所述左舷侧是第一端左舷侧机翼20，并且所述机翼组件的所述右舷侧是第二右舷侧机翼22。第一机翼20和第二机翼22各自相对于纵向中心线14横向向外延伸。第一机翼20和机身12的一部分共同限定飞行器10的第一侧24，并且第二机翼22和机身12的另一个部分共同限定飞行器10的第二侧26。对于图示的实施例，飞行器10的第一侧24配置成飞行器10的左舷侧，并且飞行器10的第二侧26配置成飞行器10的右舷侧。
图示示例性实施例的机翼20、22中的每个机翼包括一个或多个前缘襟翼28和一个或多个后缘襟翼30。飞行器10进一步包括垂直稳定器32和一对水平稳定器34，其中所述垂直稳定器具有用于偏航控制的方向舵襟翼（rudder flap，未图示），并且每个水平稳定器具有用于俯仰控制的升降襟翼36。机身12还包括外表面或蒙皮38。但是应理解，在本发明的其他示例性实施例中，飞行器10可以附加地或替代地包括其他任何适当构造。例如，在其他实施例中，飞行器10可以包括其他任何稳定器构造。
现在参见图2和图3，图1所示的示例性飞行器10另外包括推进系统50，所述推进系统具有第一推进器组件52和第二推进器组件54。图2提供第一推进器组件52的截面示意图，而图3提供第二推进器组件54的截面示意图。如图所示，第一推进器组件52和第二推进器组件54中的每一者均配置成翼下安装式推进器组件。
特别参见图1和图2，所述第一推进器组件52安装到或者配置成安装到飞行器10的第一侧24，或者更确切地说，飞行器10的第一机翼20。第一推进器组件52大体上包括涡轮机102和主风扇（参照图2简称为“风扇104”）。更确切地说，对于图示的实施例，第一推进器组件52配置成涡轮风扇发动机100（即，涡轮机102和风扇104配置成涡轮风扇发动机100的一部分）。
如图2所示，涡轮风扇发动机100限定轴向方向A1（平行于用作参考的纵向中心线101延伸）和径向方向R1。如上所述，涡轮风扇发动机100包括风扇104以及设置在风扇104下游的涡轮机102。
图示的示例性涡轮机102大体上包括限定环状入口108的大体呈管状的外壳106。外壳106围封呈串行流关系的以下部分：压缩机部分，所述压缩机部分包括升压或低压（LP）压缩机110和高压（HP）压缩机112；燃烧部分114；涡轮部分，所述涡轮部分包括第一低压（LP）涡轮118和第二高压（HP）涡轮116；以及排气喷口喷嘴部分120。
涡轮风扇发动机100的示例性涡轮机102另外包括一个或多个轴，所述一个或多个轴可与所述涡轮部分的至少一部分以及对于图示的实施例，压缩机部分的至少一部分一起旋转。更确切地说，对于图示的实施例，涡轮风扇发动机100包括高压（HP）轴或线轴122，所述高压（HP）轴或线轴以驱动方式将HP涡轮116连接到HP压缩机112。附加地，示例性涡轮风扇发动机100包括低压（LP）轴或线轴124，所述低压（LP）轴或线轴以驱动方式将LP涡轮118连接到LP压缩机110。
此外，图示的示例性风扇104配置成可变桨距（pitch）风扇，所述可变桨距风扇具有以隔开的方式连接到圆盘130的多个风扇叶片128。应认识到，风扇104包括风扇叶片128的总数（即，计数）并且限定风扇直径126。风扇直径126所指的测量值是风扇叶片128半径的两倍，其中风扇叶片128的半径是沿径向方向R1从风扇叶片128的尖端到纵向中心轴线101的测量值。
风扇叶片128大体上沿径向方向R1从圆盘130向外延伸。由于风扇叶片128操作性地连接到适当的执行构件132，因此每个风扇叶片128可围绕相应的桨距轴线P1相对于圆盘130旋转，其中所述执行构件配置成共同地改变风扇叶片128的桨距。风扇104以机械方式连接到LP轴124，以使风扇104由第一LP涡轮118机械地驱动。更确切地说，包括风扇叶片128、圆盘130和执行构件132的风扇104通过动力齿轮箱134以机械方式连接到LP轴124，并且可以跨动力齿轮箱134通过LP轴124围绕纵向轴线101旋转。动力齿轮箱134包括多个齿轮，所述多个齿轮用于将LP轴124的旋转速度逐级降低到更有效的风扇旋转速度。相应地，风扇104由涡轮机102的LP系统（包括LP涡轮118）提供动力。
仍然参考图2所示的示例性实施例，圆盘130被可旋转前轮毂136覆盖，所述可旋转前轮毂采用气动波状外形，以促使气流通过多个风扇叶片128。另外，所述涡轮风扇发动机100包括环形风扇壳体或外机舱138，所述环形风扇壳体或外机舱周向围绕风扇104和/或涡轮机102的至少一部分。相应地，图示的示例性涡轮风扇发动机100可称为“涵道式”涡轮风扇发动机。此外，机舱138相对于涡轮机102由多个周向隔开的出口导叶140支撑。机舱138的下游部分142延伸在涡轮机102的外部上方，从而限定介于两者之间的旁路气流通道144。
仍然参见图2，推进系统50另外包括电动机，所述电动机对于所图示的实施例配置成发电机56。对于图示的实施例，发电机56位于涡轮风扇发动机100的涡轮机102内并且与涡轮风扇发动机100的轴的一个轴机械连通。更确切地说，对于图示的实施例，所述发电机通过LP轴124由第一LP涡轮118驱动。发电机56配置成将LP轴124的机械动力转换成电力。相应地，发电机56还由涡轮机102的LP系统（包括LP涡轮118）提供动力。
但是应理解，在其他示例性实施例中，发电机56可以替代地设置在涡轮机102内的其他任何适当位置或者其他位置，并且可以例如以其他任何适当方式获得动力供应。例如，在其他实施例中，发电机56可以以与LP轴124同轴的方式安装在涡轮部分内，或者替代地可以从LP轴124偏置并通过适当齿轮系驱动。附加地或替代地，在其他示例性实施例中，发电机56可以替代地由HP系统提供动力，即由HP涡轮116通过HP轴122提供动力，或者同时由LP系统（例如，LP轴124）和HP系统（例如，HP轴122）经由双驱动系统提供动力。
应进一步理解，在其他示例性实施例中，图2所示的示例性涡轮风扇发动机100可以具有其他任何适当构造。例如，在其他示例性实施例中，风扇104可不是可变桨距风扇，并且进一步地，在其他示例性实施例中，LP轴124可以直接以机械方式连接到风扇104（即，涡轮风扇发动机100可以不包括齿轮箱134）。此外，应理解，在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机100可以替代地配置成其他任何适当的飞行器发动机，所述飞行器发动机包括以机械方式连接到主风扇的涡轮机。例如，在其他实施例中，涡轮风扇发动机100可以替代地配置成涡轮螺旋桨发动机（即，主风扇可以配置成螺旋桨）、无涵道涡轮风扇发动机（即，燃气涡轮发动机可以不包括外机舱138）等。
仍然参见图1和2，图示的推进系统50另外包括电力总线58，用于让发电机56能够与推进系统50和/或飞行器10的一个或多个其他部件电连通。对于图示的实施例，电力总线58包括一个或多个电线60，所述一个或多个电线连接到发电机56，并且对于图示的实施例，延伸通过一个或多个出口导叶140。另外，图示的推进系统50进一步包括一个或多个储能装置55（例如一个或多个电池或其他电能储存装置），所述一个或多个储能装置电连接到电力总线58，用于例如向电风扇组件54提供动力和/或接收来自发电机56的电力。在某些示例性实施例中，出于重量分布目的，一个或多个储能装置55可以设置在电风扇组件54附近。包括一个或多个储能装置55可以提供性能增益，并且可以提高推进系统50在例如瞬态操作期间的推进能力。更确切地说，包括一个或多个储能装置55的推进系统50可以能够更快地响应速度变化需求。
现在特别参见图1和图3，示例性推进系统50另外包括第二推进器组件54，所述第二推进器组件设置在或者配置成设置在与第一推进器组件52（包括例如涡轮机和主风扇）隔开的某个位置处。更确切地说，对于图示的实施例，第二推进器组件54沿横向方向L安装在背离第一推进器组件52的位置处，以使它们沿着横向方向L摄取不同的气流。但在其他实施例中，第一推进器组件52和第二推进器组件54可以各自使用常规支架安装到飞行器10。然而，通过这种构造，第一推进器组件52和第二推进器组件54仍然可以以使它们彼此隔开的方式设置在所述支架上，例如沿横向方向L彼此隔开，以使它们沿横向方向L摄取不同的气流。
仍然参见图1和图3所述的示例性实施例，第二推进器组件54安装到飞行器10的第二侧26，或者安装到飞机10的第二机翼22。特别参见图3，第二推进器组件54大体上配置成包括电风扇200的电风扇组件。电风扇200限定轴向方向A2以及径向方向R2，其中所述轴向方向A2沿纵向中心轴线202延伸，所述纵向中心轴线延伸穿过其中以作参考。此外，电风扇200大体上包括风扇204和电动机，所述电动机对于所图示的实施例配置成电动机206。对于所图示的实施例，风扇204可围绕中心轴线202旋转。
风扇204包括多个风扇叶片208和风扇轴210。多个风扇叶片208附接到风扇轴210/可与所述风扇轴一起旋转，并且大体上沿电风扇200（未示出）的周向方向隔开。更确切地说，电风扇200的风扇204大体上包括某个总数的风扇叶片208并且限定风扇直径211。风扇直径211所指的测量值是风扇叶片208半径的两倍，其中风扇叶片208的半径是沿径向方向R2从风扇叶片208的尖端到纵向中心轴线22的测量值。
在某些示例性实施例中，多个风扇叶片208可以以固定方式附接到风扇轴210，或者替代地，所述多个风扇叶片208可以相对于风扇轴210旋转，例如在所图示的实施例中。例如，多个风扇叶片208各自限定相应的桨距轴线P2，并且对于所图示的实施例，附接到风扇轴210，以使多个风扇叶片208中的每个风扇叶片的桨距可以通过桨距改变机构211例如一致地改变。改变多个风扇叶片208的桨距可以提高第二推进器组件54的效率并且/或者使第二推进器组件54能够实现预期推力分布。对于所述示例性实施例，风扇204可以称为可变桨距风扇。
此外，对于所图示的实施例，图示的电风扇200另外包括风扇壳体或外机舱212，所述风扇壳体或外机舱通过一个或多个支柱或出口导叶216附接到电风扇200的核心214。对于图示的实施例，外机舱212大体上完全围绕风扇204，确切地说，围绕多个风扇叶片208。因此，对于图示的实施例，电风扇200可以称为涵道式电风扇。
仍然特别参见3，风扇轴210在核心214内以机械方式连接到电动机206，以使电动机206通过风扇轴210驱动风扇204。对于图示的实施例，电动机206配置成变速电动机，以使电动机206可以以各种旋转速度驱动风扇204，而不论向其提供的动力量。另外，对于图示的实施例，电风扇200另外包括齿轮箱215，所述齿轮箱使得能够相对于电动机206的旋转速度进一步增大或减小风扇轴210的旋转速度。相应地，对于图示的实施例，电动机206进一步跨齿轮箱215并通过风扇轴210驱动风扇204。
风扇轴210由一个或多个轴承218，例如一个或多个滚柱轴承、滚球轴承或其他任何适当轴承支撑。另外，电动机206可以是内转电动机（即，包括位于定子的径向内部的转子），或者替代地可以是外转电动机（即，包括位于转子的径向内部的定子）。如上简述，推进系统50的发电机56与电风扇200电连通，以为电风扇200提供动力。更确切地说，电风扇200的电动机206与电力总线58电连通，所述电力总线对于所图示的实施例包括电连接到电动机206的一个或多个电线60。因此，电动机206更确切地说通过电力总线58的一个或多个电线60与电力总线58电连通，并且电力总线58可以将动力传递到电动机206以驱动电动机206，并继而驱动风扇204。
再次简要参见图1，图示的推进系统50或者替代地，图示的电力总线58另外包括电控制器62。图示的示例性发电机56通过电力总线58的电控制器62与电风扇200电连通。电控制器62可以操作性地连接到飞行器的一个或多个附加控制器，用于控制提供给电风扇组件的动力量。
另外，应理解，在某些示例性实施例中，电风扇200的风扇204可以与涡轮风扇发动机100的风扇104不同。更确切地说，涡轮风扇发动机100的风扇104的风扇直径126或风扇叶片128总数中的至少一者可以与所述电风扇组件的电风扇200的风扇204的风扇直径211或风扇叶片208总数不同。附加地或替代地，在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机的风扇104可以限定风扇压力比，所述风扇压力比与相应风扇在额定速度下操作期间的电风扇200的风扇204的风扇压力比不同。本说明书中所用的术语“风扇压力比”是指位于风扇紧邻下游的空气压力与位于相应风扇紧邻上游的空气压力之比。另外，本说明书中相对于电风扇200和涡轮风扇发动机100所用的术语“额定速度”是指电风扇200和涡轮风扇发动机100在正常操作时可以实现的最大旋转速度。例如，电风扇200和涡轮风扇发动机100可以在最大负载操作期间，例如在起飞操作期间以其相应的额定速度操作。
根据以上实施例中的一个或多个实施例的推进系统可称为气电或混合动力推进系统，假定第一推进器组件配置成安装到飞行器第一侧的涡轮风扇发动机，而第二推进器组件配置成安装到飞行器第二侧的电驱动风扇。所述配置可以使得单个相对较大发动机能够为两个或更多个推进器（可以配置成例如风扇、螺旋桨等）提供动力。因此，根据本发明的一个或多个实施例的推进系统使得能够包括相对较大发动机，这又使得发动机能够具有更高效率（与相对较小发动机相比）。
但是应理解，在其他实施例中，电风扇组件可以包括具有其他任何适当构造的电风扇200。例如，现在参见图4，其中图示了根据本发明另一个示例性实施例的电风扇组件的电风扇200。图4所示的示例性电风扇200可以以与图3所示的示例性电风扇200大体相同的方式配置，并且相应地，相同或相似数字可以指代相同或相似的部分。
例如，图4所示的示例性电风扇200大体上包括风扇204，所述风扇包括大体沿电风扇200（未示出）的周向方向隔开的多个风扇叶片208。另外，多个风扇叶片208附接到风扇轴210，其中所述风扇轴210由一个或多个轴承218支撑。但是对于图示的实施例，电风扇200配置成不具有外机舱212（即，配置成无涵道电风扇）。相应地，应认识到，在某些示例性实施例中，所述电风扇组件可以包括无涵道电风扇。
另外，在另一些其他实施例中，所述示例性推进系统可以以其他任何适当方式集成到飞行器10中。例如，现在参见图5，其中图示了根据本发明另一个示例性实施例的飞行器10和推进系统50。图5所示的示例性飞行器10和推进系统50可以以与图1到图3所示的示例性飞行器10和推进系统50大体相同的方式配置，并且相应地，相同或相似数字可以指代相同或相似的部分。
例如，图5所示的示例性飞行器10大体上包括机身12和机翼组件，所述机翼组件包括左舷侧机翼20和右舷侧机翼22。另外，推进系统50包括第一推进系统52，所述第一推进系统包括涡轮机和风扇，所述涡轮机和风扇配置成例如涡轮风扇发动机的一部分。推进系统50另外包括由涡轮机（参见图2）以机械方式驱动的发电机56。此外，推进系统50包括作为电风扇组件的第二推进组件54。发电机56电连接到电风扇组件，用于为电风扇组件提供动力。
但是应注意，对于图5所示的实施例，所述电风扇组件包括多个电风扇200，其中所述发电机56电连接到所述多个电风扇200中的每个电风扇，以为所述多个电风扇200中的每个电风扇提供动力。更确切地说，图5所示的电风扇组件包括第一电风扇200A，所述第一电风扇安装到飞行器10的左舷侧机翼20，相对于涡轮风扇发动机100位于机身12的横向向外位置处。图5所示的电风扇组件进一步包括安装到右舷侧机翼22的第二电风扇200B以及也安装到右舷侧机翼22的第三电风扇200C。第二电风扇200B和第三电风扇200C沿飞行器10的横向方向L隔开。相应地，对于图5所示的示例性实施例，电风扇组件包括多个电风扇200，所述多个电风扇200包括至少两个电风扇200，并且更确切地说，对于图示的实施例，包括至少三个电风扇200。但是，应注意，在其他示例性实施例中，所述电风扇组件可以包括其他任何适当数量的电风扇200。例如，在其他示例性实施例中，电风扇组件可以包括两个电风扇200、四个电风扇200或者其他任何适当数量的电风扇200。另外，多个电风扇200可以以其他任何适当方式布置，并且附接到飞行器10中的任何适当位置处（包括尾部安装的构造）。
此外，应认识到，在另一些其他示例性实施例中，上文参见图1到图3所述的推进系统50可以以另一些其他示例性方式进行配置。例如，现在参见图6，示例性飞行器10图示成大体上包括机身12和机翼组件，所述机翼组件包括左舷侧机翼20和右舷侧机翼22。
另外，图6所示的示例性飞行器10包括根据本发明一个示例性实施例的第一推进系统250。第一推进系统250可以以与上文参见图1到图5中的一个或多个附图所示的示例性推进系统50大体相同的方式进行配置。例如，第一推进系统250可以包括第一燃气涡轮发动机252、第一发电机（未示出）以及第一电风扇组件254。第一推进系统250的第一燃气涡轮发动机252可以以驱动方式连接到第一发电机，并且所述第一发电机可以通过第一电力总线256电连接到第一电风扇组件254，以驱动电风扇组件254。第一推进系统250的第一燃气涡轮发动机252大体上可以包括第一主风扇和第一涡轮机。例如，第一燃气涡轮发动机252可以配置成第一涡轮风扇发动机（参见图2）。
但是对于图示的实施例，飞行器10进一步包括第二推进系统258。第二推进系统258也可以以与上文参见图1到图5中的一个或多个附图所述的示例性推进系统50大体相同的方式进行配置。确切地说，第二推进系统258包括第二燃气涡轮发动机260、第二发电机（未示出）以及第二电风扇组件262。第二推进系统258的燃气涡轮发动机260以驱动方式连接到第二发电机，并且所述第二发电机通过第二电力总线264电连接到第二电风扇组件262，以驱动第二电风扇组件262。第二推进系统258的第二燃气涡轮发动机260大体上可以包括第二主风扇和第二涡轮机。例如，第二燃气涡轮发动机260可以配置成第二涡轮风扇发动机（参见图2）。
应注意，尽管对于图6所示的实施例，第一电风扇组件254图示成包括第一涵道式电风扇并且第二电风扇组件262图示成包括第二涵道式电风扇，但在其他示例性实施例中，第一电风扇组件254或第二电风扇组件262中的一者或这两者可包括一个或多个无涵道电风扇（参见图4）。另外，尽管第一风扇组件254和第二风扇组件262图示成包括单个电风扇，但是在其他示例性实施例中，第一风扇组件254或第二风扇组件262中的一者或这两者可以包括多个电风扇（参见图5）。
仍然参见图6所示的实施例，第一推进系统250的第一燃气涡轮发动机252安装到左舷侧机翼20并且驱动第二电风扇组件254，所述第二电风扇组件也安装到左舷侧机翼20。此外，第二推进系统258的第二燃气涡轮发动机260安装到右舷侧机翼22并且驱动第二电风扇组件262，所述第二电风扇组件也安装到右舷侧机翼22。而且，也如图6所示，第一推进系统250与第二推进系统258电连通。更确切地说，第一推进系统250的第一电力总线256通过中间电力总线266与第二推进系统258的第二总线264电连通。对于图示的实施例，中间电力总线266包括能够将动力从一个推进系统分配到另一个推进系统的控制器267。所述配置使得多个推进系统中的一个推进系统能够在例如另一个推进系统的涡轮机故障期间为所述推进系统的电风扇组件提供动力。
例如，在本发明的某些示例性方面中，控制器267可以检测多个推进系统中的一个推进系统的涡轮机的故障，并且作为响应，将由剩余推进系统所产生电力中的一部分电力引导到包括故障涡轮机的推进系统的电风扇组件。特别参见图6中所示的示例性方面，在本发明的某些示例性方面中，控制器267可以检测第一推进系统的涡轮机的故障，并且作为响应，将由第二推进系统所产生电力中的一部分电力引导到第一推进系统的电风扇组件。
此外，应认识到，在又一些其他示例性实施例中，上文参见图1到图3所述的推进系统50可以以另一些其他示例性方式进行配置。例如，现在参见图7，示例性飞行器10图示成大体上包括机身12和机翼组件，所述机翼组件包括左舷侧机翼20和右舷侧机翼22。
类似于图6所示的示例性实施例，飞行器10包括第一推进系统250和第二推进系统258。第一推进系统250包括第一涡轮机和第一主风扇（对于图示的实施例，它们一起配置成第一涡轮风扇发动机252）、第一发电机（未示出）和第一电风扇组件254。第一涡轮机以驱动方式连接到第一主风扇和第一发电机。第一发电机电连接到第一电风扇组件254，以驱动第一电风扇组件254。第二推进系统258类似地包括第二涡轮机和第二主风扇（对于图示的实施例，它们一起配置成第二涡轮风扇发动机260）、第二发电机（未示出）和第二电风扇组件262。第二涡轮机以驱动方式连接到第二主风扇和第二发电机。第二发电机电连接到第二电风扇组件262，以驱动第二电风扇组件262。
但是，对于图6所示的实施例，飞行器10进一步包括第三推进系统268和第四推进系统270。第三推进系统268和第四推进系统270以与第一推进系统250和第二推进系统258类似的方式进行配置。例如，第三推进系统268包括第三涡轮机和第三主风扇（对于图示的实施例，它们一起配置成第三涡轮风扇发动机272）、第三发电机（未示出）和第三电风扇组件274。第三涡轮机以驱动方式连接到第三主风扇和第三发电机。第三发电机电连接到第三电风扇组件274，以驱动第三电风扇组件274。第四推进系统270类似地包括第四涡轮机和第四主风扇（对于图示的实施例，它们一起配置成第四涡轮风扇发动机276）、第四发电机（未示出）和第四电风扇组件276。第四涡轮机以驱动方式连接到第四主风扇和第四发电机。第四发电机电连接到第四电风扇组件276，以驱动第四电风扇组件276。
此外，对于图示的实施例，第一推进系统250、第二推进系统258、第三推进系统268和第四推进系统270各自通过中间电力总线266彼此电连通。如同图5所示的实施例，中间电力总线266包括用于将电力从一个或多个推进系统分配到剩余推进系统的控制器267。
但是应理解，在本发明的其他示例性方面中，飞行器可以替代地包括以其他任何适当方式配置的其他任何数量的推进系统。例如，在本发明的其他示例性实施例中，所述飞行器可以包括三个推进系统、五个推进系统等，这些推进系统中的一个或多个推进系统包括涡轮机和/或电风扇，所述涡轮机和/或电风扇安装到机翼，位于飞行器的尾部或其他任何适当位置。
本说明书使用各个实例来公开本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造并使用任何装置或系统，以及实施所涵盖的任何方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括所属领域中的技术人员得出的其他实例。如果此类其他示例所包含的结构组件与权利要求书的书面语言无不同，或者如果其包含与权利要求书的书面语言无实质不同的等效结构组件，则此类其他示例应被确定为在权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种包括推进系统(50)的飞行器(10)，所述推进系统(50)包括：
第一推进器组件(52)和第二推进器组件(54)，所述第一推进器组件(52)安装到所述飞行器(10)的第一侧(24)上的第一机翼(20)，并且所述第二推进器组件(54)安装到所述飞行器(10)的第二侧(26)上的第二机翼(22)；
其中，所述第一推进器组件(52)配置成涡轮风扇发动机(100)，所述涡轮风扇发动机(100)是所述飞行器的单个涡轮风扇发动机(100)，其中，所述单个涡轮风扇发动机包括：
涡轮机(102)，所述涡轮机(102)包括第一涡轮；以及
主风扇(104)，所述主风扇(104)由所述涡轮机(102)的所述第一涡轮以机械方式驱动；
所述推进系统进一步包括发电机(56)，所述发电机(56)由所述涡轮机(102)的所述第一涡轮以机械方式驱动；并且
其中，所述第二推进器组件(54)包括电风扇组件(200)；
所述发电机(56)电连接到所述电风扇组件(200)，以用于为所述电风扇组件提供动力。
2.根据权利要求1所述的飞行器(10)，其中，所述电风扇组件(200)包括多个电风扇(200)，并且其中，所述发电机(56)电连接到所述多个电风扇(200)中的每个电风扇，以用于为所述多个电风扇(200)中的每个电风扇提供动力。
3.根据权利要求2所述的飞行器(10)，其中，所述多个电风扇(200)包括至少三个电风扇(200)。
4.根据任一项前述权利要求所述的飞行器(10)，其中，所述主风扇(104)限定风扇直径(126)并且包括若干数量的风扇叶片(128)，其中，所述电风扇组件包括电风扇(200)，所述电风扇(200)限定风扇直径(211)并且包括若干数量的风扇叶片(208)，并且其中，所述主风扇(104)的所述风扇直径(126)或风扇叶片(128)的数量中的至少一者与所述电风扇组件的所述电风扇(200)的所述风扇直径(211)或风扇叶片(208)的数量不同。
5.根据任一项前述权利要求所述的飞行器(10)，其中，所述涡轮机(102)和所述主风扇(104)配置成涡轮风扇发动机(100)的一部分。
6.根据任一项前述权利要求所述的飞行器(10)，其中，所述电风扇组件包括涵道式电风扇。
7.根据任一项前述权利要求所述的飞行器(10)，其中，所述电风扇组件包括无涵道电风扇。
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